Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı’nda karbon yakalama sistemi teknolojisine bakan bir bilim adamı. Fotoğraf, Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı’ndan Andrea Starr’ın izniyle.
Fotoğraf, Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı’ndan Andrea Starr’ın izniyle.
Ülkenin önde gelen araştırma laboratuvarlarından birindeki bilim adamları, rekor düzeyde ucuz bir yol keşfettiler. karbondioksiti yakalamak demir ve çelik üretim tesisleri gibi enerji santralleri ve fabrikalardan yayıldığı için.
Küresel olarak, endüstriyel süreçler toplam sera gazı emisyonlarının yüzde 31’inden sorumlu ve elektrik üretimi yüzde 27’sini oluşturuyor, Bill Gates’in iklim kitabında ulaşım sektöründen kaynaklanan toplam sera gazı emisyonlarının yüzde 16’sını gölgede bırakıyor.
tarafından keşfedilen yeni teknik Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı metrik ton başına 39 $’a mal oluyor ve hakemli bir bilimsel dergide şimdiye kadar bildirilen bu tür karbon yakalama için en ucuz teknik. PNNL, karşılaştırma için, mevcut en son teknolojiyi kullanan kömürle çalışan bir elektrik santralinden karbondioksit yakalamanın metrik ton başına 57 dolara mal olduğunu söylüyor.
%100 temiz enerjiye geçebilseydik ve karbondioksiti hiç çıkarmak zorunda kalmasaydık daha da ucuz olurdu, ancak bugünün küresel ekonomisinde bu gerçekçi değil. casie davidsonPNNL’de karbon yönetimi çalışmalarını yöneten .
Davidson, elektrik şebekesi esas olarak rüzgar ve güneş enerjisiyle çalıştırılsa bile, şebeke istikrarını korumak veya rüzgar esmediği veya güneş parlamadığı zaman destek sağlamak için yine de doğal gaz santrallerine ihtiyaç duyulacağını söyledi.
Daha da önemlisi, demir, çelik, çimento, gübre, kağıt hamuru ve kağıt yapımı ve biyoenerji gibi endüstriyel süreçlerin tümü bu yeni teknikle karbondioksit emisyonlarını azaltabilir. Davidson CNBC’ye verdiği demeçte, bilim adamları ve girişimciler örneğin çimento ve çelik yapmanın daha çevreci yolları üzerinde çalışıyorlar, ancak bunlar ölçekte değil.
“Bu endüstriyel noktasal kaynaklardan karbondioksiti yakalayabilecek teknolojiye sahibiz. Ve karbondioksit emisyonu oluşturmayan yeni nesil çelik teknolojisine sahip olana kadar 20 yıl beklemek pek mantıklı değil. ,” Davidson CNBC’ye söyledi.
PNNL’nin tekniği, karbondioksiti havadan emmek yerine kaynağında giderir. Havadaki mevcut CO2’yi vakumlama tekniği, doğrudan karbon yakalama olarak bilinir ve İsviçre şirketi Climeworks tarafından örneklendirilir. Atmosferde zaten çok fazla karbondioksit olduğundan, iklim değişikliğiyle mücadele için doğrudan hava yakalama gerekli olabilir, ancak PNNL’nin yaptığı gibi CO2’yi kaynağında ortadan kaldırmaktan çok daha pahalıdır – Climeworks’ün yaptığı doğrudan hava yakalamanın maliyeti ” Bir sözcü CNBC’ye ton başına birkaç yüz dolar” dedi.
“Büyük bir spagetti kasesinden bir üzümü ayırmaya çalıştığınızı veya bir spagetti yüzme havuzundaki üzümü ayırmaya çalıştığınızı hayal edin. Hala bir üzüm alıyorsunuz, ancak daha çok çalışmanız gerekiyor. kaseden çok yüzme havuzunda,” diye açıkladı Davidson.
Davidson, “Ancak iklim değişikliği açısından bakıldığında, atmosfer o üzümün spagetti kasesinden mi yoksa spagetti yüzme havuzundan mı çıktığını umursamıyor – aynı etkiye sahip” dedi. “Toplumsal bir bakış açısıyla, ton başına 39$’a varmadan önce onu yakalamak, tonu 200$’dan fazlaya atmosferdeyken yakalamaktan çok daha mantıklı.”
Karbon yakalama teknolojisine yönelik bu araştırmayı finanse edecek para, yaklaşık 3 yıl içinde 1,2 milyon dolara ulaştı ve Enerji Bakanlığı ve SoCalGazbir doğal gaz dağıtım şirketi, Robert Dagle PNNL’den CNBC’ye söyledi.
PNNL’nin tekniği solvent kimyasını kullanır, açıkladı David J. HeldebrantPNNL’de bu araştırmaya öncülük eden bir baş bilim insanı.
Kirli gaz, elektrik santralinden veya fabrikadan çıkar ve çok büyük bir hazneye taşınır. Aynı zamanda, haznenin tepesinden aşağı doğru bir sıvı püskürtülür. Gaz yükselir ve sıvı düşer ve iki madde karışır. Arıtılmış gaz haznenin üst kısmından dışarı çıkar ve CO2 içeren sıvı sifonla uzaklaştırılır. Bu sıvı, CO2 gaz olarak salınana kadar ısıtılır. CO2, büyük kısmının depolanacağı nakliye için sıkıştırılır. Kalan sıvı, CO2 gazı çıkarılarak soğutulur ve işlemin ilk aşamasına geri gönderilir.
Bu sistem çok büyük. Saatte 4 milyon litre sıvı pompalar.
PNNL sistemi, önceki ve benzeri karbon yakalama teknolojilerinin üst sınırı olan yüzde 70 su yerine yüzde 2 su ile çalıştığı için diğer karbon yakalama sistemlerinden daha ucuzdur. Suyu kaynatmak uzun zaman ve çok fazla enerji gerektirir, bu nedenle suyu sistemden uzaklaştırarak karbon yakalama işlemi çok daha ucuz hale gelir.
Heldebrant, “Tavanızda kaynar suya karşı yağı ısıtmak gibi” dedi. “Yağ çok daha çabuk ısınır. Bu yüzden, suyu esasen yağ gibi bir şeyle değiştirdiğimizi düşünün.”
Bu yenilikle bile, bir karbon yakalama sistemi çok fazla enerji gerektirir. Bu enerji, karbon yakalama sisteminin bağlı olduğu elektrik santralinden geliyor, Yuan JiangPNNL’de Heldebrant ile çalışan bir kimya mühendisi olan CNBC’ye verdiği demeçte.
Kurulu bir karbon yakalama makinesi, karbondioksitin yüzde 90’ını gidermek için bir enerji santralinin ürettiği enerjinin yüzde 30’unu kullanacak. Buna karbon yakalama teknolojisinin “parazitik yükü” denir. Tam enerji kapasitesine geri dönmek için, elektrik santralinin daha fazla enerji yakması gerekir. Buna rağmen, Heldebrant ve Jiang CNBC’ye verdiği demeçte, tekniğin nihayetinde megavat başına net elektrik üretimi bazında yüzde 87’lik net bir karbondioksit azaltımına dönüşeceğini söyledi.
PNNL’de baş bilim adamı olan David J. Heldebrant, burada bir nokta kaynaklı karbon yakalama tesisine entegre edilmiş bir süreçle yapılmış bir şişe metanol tutarken görülüyor. Fotoğraf, Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı’ndan Andrea Starr’ın izniyle.
Fotoğraf, Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı’ndaki Andrea Starr’ın izniyle
Bu karbon yakalama sistemleri büyük ve pahalıdır: Birini bir güç reaktörüne takmak 750 milyon dolara mal olur. Katı hükümet yetkileri veya finansal teşvikler olmadan, enerji santrali veya fabrika sahibi operatörlerin bu parayı harcamak için çok az nedenleri olacaktır.
Bu teknolojiyi ekonomik olarak daha çekici hale getirme çabası içinde, PNNL araştırmacıları, karbon yakalama sisteminden çözücünün yüzde bir ila ikisini başka bir daha küçük modüler reaktöre pompalayacak ve bunu şirketlerin satabileceği bir ürün yapmak için kullanacak daha küçük bir modüler reaktör geliştirdiler. .
Heldebrant CNBC’ye “Ekonomik bir teşvik verebilirsek – bu büyük tesislerden birinde yakaladıkları karbondioksitin sadece yüzde 1’ini dönüştürebilirlerse,” dedi, o zaman belki fabrikalar “metanol gibi şeyleri yeterince satabilir, veya en azından finansal bir teşvik sağlamak için metan veya diğer karbonat ürünleri türleri, bu nedenle ilk etapta yakalama birimini gerçekten inşa etmek isteyeceklerdir,” dedi Heldebrant CNBC’ye.
Şu anda galonu 1,20 dolara mal olan metanolle başlıyorlar. Bu, üretilen 20 galon metanolün, yakalanması gereken bir metrik ton karbondioksit için ödeme yapacağı anlamına gelir. Amerika Birleşik Devletleri 2020’de 4,7 milyar mt karbondioksit saldı. EPA’dan elde edilen en son verilere göre.
Heldebrant, CNBC’ye verdiği demeçte, “Metanol’ü seçtik çünkü muhtemelen insan yapımı en büyük üçüncü veya dördüncü kimyasaldır.” Metanol, plastikler, boyalar, araba parçaları ve inşaat malzemeleri dahil yüzlerce yaygın üründe kullanılıyor. Metanol Enstitüsü. Ayrıca kamyonlar, otobüsler, gemiler, yakıt hücreleri, kazanlar ve ocaklar için bir enerji kaynağı olabilir.
“Fosil kaynaklı metanolün yerine karbondioksit türevi metanol koyabilirsek, bu en azından sadece sentez gazı alarak karbon pozitif yerine yakıt ve kimyasal üretmek için karbon negatif kimyasal yaklaşımın bir parçası olmaya başlayabilir. fosil yakıtlardan,” dedi Heldebrant.
Jiang, CNBC’ye verdiği demeçte, karbondioksiti metanole dönüştürmenin çok fazla enerji tüketmediğini söyledi. Ancak, üretmek için enerji gerektiren hidrojene ihtiyaç duyar. Jiang, hidrojenin yenilenebilir enerjiyle çalışan süreçlerde üretilebileceğini söyledi.
Dağdaki tünelden geçen ayının infografik, karbon yakalamadan metanol yapımında gerçekleştirilen verimlilikleri temsil etmeye hizmet ediyor.
Grafik, Pacific Northwest Ulusal Laboratuarı’ndan Nathan Johnson’a aittir.
Metanol gibi bir ürün yapmak için karbondioksitin küçük bir yüzdesi çekilebilirken, geri kalanının ayrılması gerekecek. Göre Todd SchaefTutuklama üzerinde çalışan bir PNNL bilim insanı, tutulması gereken karbondioksit hacimlerinin “şaşırtıcı” olduğunu söylüyor.
Genel olarak, karbondioksiti ayırmak, onu ilk etapta yakalamaktan çok daha ucuzdur. Karbon yakalama kullanımı ve depolanmasına ilişkin özel bir rapora göre, ABD’de karada tutulan karbondioksitin yarısından fazlasının ton başına 10 dolardan az olduğu tahmin ediliyor. Uluslararası Enerji Ajansı’ndan.
Schaef araştırmasında, jeolojinin belirli bir bazalt kaya olduğu Dünya’nın yüzeyinin 830 metre altına karbondioksit enjekte etti ve iki yıl sonra geri dönerek karbondioksitin kaya ile reaksiyona girdiğini ve kalıcı olarak bir karbonata dönüştüğünü buldu. yeraltında saklıyor.
Schaef, CNBC’ye verdiği demeçte, “Bu karbondioksit kaya ile reaksiyona girdi ve katı hale geldi, böylece gaz artık yok” dedi. “Bu mineraller jeolojik zaman ölçeklerinde kararlıdır. Milyonlarca ve milyonlarca yıl.”
Todd Schaef (solda) ve Casie Davidson (sağda), karbon tutma için özellikle elverişli bir kaya türü olan bazaltın jeolojisini analiz ederken görülüyor. Fotoğraf, Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı’ndan Andrea Starr’ın izniyle.
Fotoğraf, Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı’ndan Andrea Starr’ın izniyle.
Bazı iklim değişikliği aktivistlerinin karbon yakalama teknolojisine karşı öne sürdükleri bir ahlaki tehlike argümanı da var: Fosil yakıt emisyonlarını tamamen azaltmak ve ortadan kaldırmak yerine karbon dioksiti ortadan kaldırmaya odaklanmak gerekli geçişi geciktiriyor.
Schaef, bunun “hassas bir konu” olduğunu kabul etti. “Gittiğim hemen hemen her konferansta gündeme geliyor” dedi.
Ancak, halihazırda salınan ve küresel altyapıların şu anki işleyişinden iklime duyarlı süreçlere geçiş yapana kadar salınmaya devam edecek olan karbondioksiti tutmamanın ters tepeceğini söylüyor.
CNBC’ye konuşan Schaef, “İtiraf etmek isteseniz de istemeseniz de fosil yakıt kullanan ülkeler olacak” dedi. Kömür yakıtlı termik santrallerin küresel kullanımı birkaç yıl öncesine göre önemli ölçüde daha düşük olsa da, halen 2.400’den fazla kömür santrali var ve bir araştırmaya göre 189’dan fazla santralde ek kömür yakıtlı kapasite inşa ediliyor. Global Energy Monitor’den 2022 raporu.
Schaef, CNBC’ye verdiği demeçte, rüzgar, hidro ve güneş gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının enerji şebekesinin kritik bileşenleri olduğu Amerika Birleşik Devletleri’nde doğal gazın hala kullanıldığını söyledi.
“Rüzgar esmediğinde, nehirler akmadığında, güneş parlamadığında, ışıkları açık tutmamıza izin veren bir tür seçeneğe ihtiyacımız var. Ve bazılarının bunu anlaması ya da farkına varmasının zor olduğunu biliyorum. , ama o gazla çalışan seçeneğe sahip olmalıyız. Pekala, o karbondioksiti tutabiliriz. Onu yakalayıp tutabiliriz.”
Kaynak : https://www.cnbc.com/2023/01/24/new-technique-from-us-national-lab-to-remove-co2-at-record-low-cost.html